[发明专利]一种碳纤维试件的制备方法及其疲劳参数的测定方法

说明书

本发明涉及一种碳纤维试件的制备方法，包括如下步骤：(1)标签纸的准备：准备一个矩形的纸片，纸片的中心设有一个菱形孔，并带有用于纤维对准的标记；(2)碳纤维的筛选：从由3000根纤维组成的纤维束中挑出T300碳纤维；(3)碳纤维固定：将步骤(2)中挑出的T300碳纤维一端用一滴粘胶固定在标签纸上的对齐点上，然后将T300碳纤维拉伸以与标记对齐，并且所述T300碳纤维另一端也粘在标签纸上，制成所述的碳纤维试件。将所述的碳纤维试件固定到动态力学分析仪或卧式电气伺服试验机上进行疲劳参数的测定。所述测定方法，便于人们对碳纤维材料的性能进行有效预测，同时也便于对采用碳纤维材料制作的设备使用寿命进行有效预测。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维试件的制备方法及其疲劳参数的测定方法，属于碳纤维疲劳参数测定技术领域。

背景技术

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。

然而，由于碳纤维材料固有的各向异性和细观非均质性，传统的金属材料疲劳寿命预测方法并不适用于碳纤维材料，碳纤维材料的疲劳寿命预测一直是人们关注的焦点。因此设计一种有效的碳纤维疲劳参数的测定方法具有非常重要的价值。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种碳纤维试件的制备方法及其疲劳参数的测定方法，可以有效测定碳纤维的疲劳参数，便于人们对碳纤维性能的评判。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种碳纤维试件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)标签纸的准备：准备一个矩形的纸片，纸片的中心设有一个菱形孔，并带有用于纤维对准的标记；

(2)碳纤维的筛选：从由3000根纤维组成的纤维束中挑出T300碳纤维；

(3)碳纤维固定：将步骤(2)中挑出的T300碳纤维一端用一滴粘胶固定在标签纸上的对齐点上，然后将T300碳纤维拉伸以与标记对齐，并且所述T300碳纤维另一端也粘在标签纸上，制成所述的碳纤维试件。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步的，当需要制作多根T300碳纤维组成的碳纤维试件时，步骤(3)中，第一根T300碳纤维固定后，后续再固定的T300碳纤维的一端粘在第一根T300碳纤维相同的点上，在放大倍数为500倍的电子显微镜下，将后续再固定的T300碳纤维与第一根T300碳纤维对齐，并将后续再固定的T300碳纤维的另一端粘在标签纸上，直到T300碳纤维总数达到要求。

进一步的，为了确保碳纤维试件沿长度方向的横截面一致，将脱气的环氧树脂均匀的涂在若干所述T300碳纤维上，固化后制成纤维束，将所述纤维束切成段，然后将切成段的纤维束固定在所述标签纸上。

进一步的，所述纤维束的制备方法为：在涂有脱模剂的G10板上粘贴平行放置的两个0.05mm厚的测隙规，两个测隙规之间留1.5mm的间隙，在间隙里填充若干T300碳纤维，将脱气环氧树脂均匀的涂敷在丝束上，然后将一块玻璃板放置在T300碳纤维的顶部，以确保厚度均匀，涂有脱气环氧树脂的T300碳纤维在自重施加的恒定压力下固化，制成所述的纤维束。

本发明还公开了所述碳纤维试件的疲劳参数测定方法，将所述的碳纤维试件固定到动态力学分析仪(DMA)上，将所述碳纤维试件安装的薄膜张力夹上，进行静态拉伸，测得所述的疲劳参数，在开始测试之前，在所述碳纤维试件未被拉伸时，将标签纸两端都剪开，使负荷由所述碳纤维试件支撑。